随着飞机系统复杂性、综合化、智能化程度的不断发展，其可靠性、维修性、测试性，保障性、安全性以及寿命周期费用的问题越来越受到人们的重视，为故障预测与健康管理(Prognostic and Health Management PHM)技术的产生发展提供了发展机会。PHM代表了一种诊断方法的转变，即从传统的基于传感器的诊断转向基于智能系统的预测，反应式的通信转向先导式的3R(即在准确的时间对准确的部位采取准确的维修活动)。PHM的引入是为了了解和预报故障何时可能发生；或在出现始料未及的故障时触发一种简单的维修活动，从而实现自主式保障，降低使用和保障费用。本文首先结合多种状态监控系统的特点和PHM系统自身的特性提出了开放性的多层结构系统，该系统能随着科技的不断发展嵌入不同的模块来完善系统。PHM系统包含下列主要功能：(1)故障检测；(2)故障预测；(3)健康评估；(4)部件寿命跟踪；(5)性能降级趋势跟踪；(6)保证期跟踪；(7)故障选择性报告，只通知立即需要驾驶员知道的信息，将其余信息通报给维修人员；(8)辅助决策和资源管理；(9)信息管理，将准确的信息在准确的时间通报给准确的人员。基于以上功能，本文的主要工作是设计了开放性的系统结构便于不断完善，对开发环境和开发语言简单的介绍，重点研究了飞行数据译码和飞行数据应用子系统。提出了关于动态链表的飞行数据译码算法，能有效地根据不同的机型和飞行数据对其译码，提高飞机数据应用率。并建立了基于案例推理的飞机故障诊断专家系统。本文详细研究了面向对象的案例表示技术和分散组织的案例表示结构。本系统改进了案例相似度算法采用分级检索与最近相邻算法相结合的检索策略，并提出了基于案例相似度的案例学习方法。本系统不仅满足对飞机故障预测与健康管理的要求，而且较好地模拟了专家的故障诊断能力，在一定程度上克服了现有飞机故障故障诊断方法存在的问题。最后对系统进行了实际的设计运行，展示了系统中出现的大部分系统运行的界面。